“CDIO+智慧课堂”模式下课程思政教学实践——以“软件工程”为例

张 琛，陈圣兵，张 新

（合肥学院 人工智能与大数据学院，合肥 230601）

高校承担着培养社会主义建设者和接班人的伟大使命，必须坚持立德树人，把思想政治教育融入教育教学全过程，实现思想政治教育与专业教育同频共振、相互促进，引导学生从专业成才到德行成人，全面提高新时代人才培养质量。为此，国家教育相关部门分别印发了《高等学校课程思政建设指导纲要》、《关于深化新时代学校思想政治理论课改革创新的若干意见》等一系列文件，全面推进高校课程思政建设。如何在专业课程中融入课程思政元素，引导社会主义核心价值观显得尤为重要。

“软件工程”是计算机专业的核心课程，是程序设计类和应用开发类课程之间的桥梁，通过本课程的学习，要求学生能掌握软件工程的基本概念、基本原理、开发软件项目的工程化的方法和技术以及在开发过程中应遵循的流程、准则、标准和规范等，培养学生的逻辑思维能力、辩证能力、团队合作能力，以及爱国情况、社会责任、人文精神等。因此，在《软件工程》中融入课程思政，培养软件开发过程中辩证思维、团队合作、社会责任等各方面的优势和特点，实现“三全育人”是极其重要的。本文在深入分析近年教学改革经验的基础上，探讨利用最新的“CDIO+智慧课堂”模式进行课程思政教学新方法，以课程思政建设带动课程建设，为相关专业核心课程的课程思政教改提供参考。

1 课程思政与现有教学模式分析

传统的教学模式存在哪些问题，如何通过课程思政教改解决或完善这些问题，以及课程思政与当前最新的教学模式的深度融合，是课程思政教改成功的关键。

1.1 “软件工程”课程现有教学模式与现状分析

软件工程作为计算机软件教学体系中的核心课程之一，往往采用填鸭式教学模式，以教师讲授为主，忽视了学生的主动性和参与性，且存在着课程教学与产业需求结合不紧密、教学方式单一、课程评价方法不完善等不足之处。近年来，学者们开展了大量的教学研究，提出了新工科背景下基于产学合作的软件工程教学新模式[1]，基于智慧课堂的软件工程教学模式[2]，基于OBE（Outcome based education，OBE）的软件工程课程教学模式[3]以及基于问题学习PBL（Problem-based Learning，PBL）的软件工程教学模式[4]等，对于现有填鸭式教学模式有着极大的提升。但是较少关注课程思政教育，未将思政教育完全融入课程教学中，具体表现如下：

（1）思政元素与育人资源挖掘不充分。在推行课程思政教学过程中，专业课程教师因对学生进行思政教育的目的、范围和内容没有深刻领会，存在侧重理性科学知识而缺乏人文情感，强调爱国情怀而忽视了创新精神和工匠精神，习惯于通用案例而轻视了专业特色案例等。课程思政素材空洞，缺乏实证调查数据，影响思政元素的挖掘和思政教育的效果。此外，通常在课程引入阶段使用思政案例，没能在教学全过程深入融合，影响学生的思政学习与领会。

（2）课程评价体系简单，综合素质评价尚需完善。目前软件工程课程评价体系主要是以卷面考试为主，评价标准片面，评价形式单一。这种单一的评价体系导致学生为了应对期末考试，往往采取在考前突击复习和死记硬背来应付考试，对提高学生实际软件开发能力效果甚微。由于缺乏对学生的分析解决问题能力、动手能力、团队协作能力和设计能力的考核，导致理论知识与实际能力的失衡，考核结果无法衡量学生的真实能力。此外，考核内容只有专业知识的考核，没有思政的考核，缺乏专业知识和思政的有机结合。

1.2 CDIO与智慧课堂

为了解决工程教育中理论学习与实践应用相偏差这一问题，瑞典皇家工学院与美国麻省理工学院等高校共同规划CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate,CDIO)教育架构[5-6]，CDIO 分别表示构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)，是一套完整、全面的工程教育人才培育模式和架构，通过借鉴实际公司产品生产设计流程，实现理论学习、应用实践与创新能力相融合，让学生真正了解社会与产业的需求，完整经历产品生产设计全流程，使用CDIO 模式来培养学生，使其成为一名有专业技术、创新精神和社会责任感的优秀工程师。近年来，清华大学、北京交通大学等百余所高校和单位加入“CDIO 工程教育联盟”，引发了极大的关注。CDIO 工程教育模式强调OBE 理念的成果产出导向、以学生为中心和持续改进[7-9]，同时，也特别关注价值观、团队精神、终身学习等方面能力和素质的培养。其12条指导性的通用标准中，有7 条则指向了“工程社会观、团队协作、沟通表达、经济管理以及学生自我革新、终身学习”的能力和素质，其本质和内涵与课程思政高度接近。[10-11]

随着互联网技术的快速发展，智慧课堂应运而生，在教学数据采集、线上线下互动、教学结果评价等方面打破了传统的教学模式，推动教学改革。[12-13]智慧课堂将教学活动分为课前、课中、课后三个阶段。课前，教师上传教学资料，学生线上预习、互动答疑，通过掌握预习情况教师及时调整教学侧重点，提高课堂效率。课中，采用以学生为主体、教师为主导的“问题驱动”+“小组讨论法”的交互式学习模式，能够将学生的积极性充分调动起来。课后，线上动态完成过程考核，针对不同的学生进行个性化指导。智慧课堂是在智慧教育理念的基础上，以交互式学习方式将信息技术引入整个教学活动中，按照学生的学习特点与教学目标，提供更加具有针对性的教学资源，线上线下有效互动，形成智能化、个性化、交互化的学习环境。[13-15]

课程思政围绕“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”这一根本问题，将专业知识教育与思想政治教育同向同行，形成协同效应。聚焦育人价值本源，在知识传授过程中适时进行社会主义核心价值观和优秀传统文化教育，提高学生道德修养、人文素质、科学精神、宪法法治意识、国家安全意识和认知能力。目前存在着思政元素与育人资源挖掘不充分、课程评价体系简单，为了更好地在软件工程中融入思政教学，同时解决现有模式中的不足之处，本文拟将CDIO、智慧课堂教学模式相融合，在CDIO 模式下，智慧课堂为课程思政提供强有力的技术支撑与丰富的学习状态资料，课程思政为智慧课堂提供新的应用领域与教学资源，通过融合创新，推动思政教育更好的融入专业课教学。

2 “CDIO+智慧课堂”模式下的软件工程课程思政实施

2.1 融合CDIO与智慧课堂的思政元素挖掘与实施

结合CDIO 理念的“构思、设计、实施、运行”四个阶段来设计智慧课堂“课前、课中、课后”的软件工程教学活动，探讨将科学创新精神、工匠精神、团队合作、职业道德规范、人类命运共同体意识、行业法律法规等融入软件工程的课程教学中，进行思政课程设计，以结构化系统分析为例，具体如图1所示。

图1 “CDIO+智慧课堂”模式下课程思政融合框架

（1）课前阶段课程思政元素深度挖掘。课前的“构思”阶段，按照CDIO 工程教育要求，分析教学内容、教学重点与难点，挖掘思政元素，并融合入项目教学。教师在课前“构思”阶段主要工作包括：分析教学内容、确定课程思政案例，制定学习任务、分享学习资料、引导自主预习。针对学生遇到的问题，及时通过线上沟通的方式进行交流，解决问题。以健康码开发为例，让学生查阅资料，了解疫情防控精细化管控的背景分析，调研健康码软件的需求分析，让学生感受科学技术如何助力“战疫”，培养学生的民族意识和社会责任感。

（2）课中阶段课程思政元素充分融入。课中的“设计”阶段，借助前期“构思”阶段学生反馈的信息，通过项目的需求分析进行新课导入，分析“健康码”软件开发的需求背景和过程，2020 年初，突发新冠疫情，迫切需要做好疫情防控工作。杭州联合阿里云团队、支付宝团队等仅仅用了5 天时间紧急开发健康码，并逐步推广到全国。健康码软件涉及到技术、法务、产品等，且其事关上亿居民，必须100%准确，因此其设计是一个非常浩大的软件工程。通过案例分析培养学生的民族意识和法律意识。

通过超星学习通下达本节课的软件开发任务，学生在老师的组织下，以小组为单位，针对健康码的结构化分析讨论，在学习专业知识的同时，融入思政教育。

以结构化系统分析教学内容为例，通过健康码开发这一思政案例展开说明，见表1。

表1 结构化系统分析教学内容（以健康码开发为例）

（3）课中阶段课程思政元素具体实施。CDIO 工程教育理念教学体系的核心环节就是“实施”。根据健康码软件开发任务的内容，学生分组完成。在结构化系统分析案例中，教师要求学生任务中的关键知识点、技能点进行完善，明确项目实施方案，让学生讨论后给出健康码设计的SA 模型，包括DFD 图、数据字典等。除了理论知识外，还让学生讨论作为未来的软件开发者应该具备的职业素养，如勇于担当、甘于奉献等。

（4）课后阶段课程思政元素扩展应用。在课后的“运行”阶段，通过课中学生的综合表现（实践能力、创新能力、团队协作能力等），设计实践任务，通过总结和反思，优化课后项目任务，让其具有更强的可行性和推广性。面对疫情的发展，防控需求的变化，如何将安康码和行程码合并，方便民众的出行和使用，这是一个新的软件更新优化问题，在课后通过超星学习通把作业推送给学生，让学生进行软件更新的设计，培养学生的创新意识。

借助CDIO 的四个环节、智慧课堂的三个阶段，将思政内容充分融入知识点结构化系统分析--安康码设计中，贯穿了整个教学过程，在学习理论知识的同时培养学生的爱国情怀、法律意识和创新精神。

为了在软件工程课程中更好的融入课程思政，表2展示了部分程课程思政教学内容。

表2 软件工程课程思政教学内容

2.2 融合课程思政的多维评价机制

构建课程思政教学评价机制能够有利的推动课程思政建设，为课程思政的实施提供经验。CDIO 工程教育理念对人才培养的目标是具有：交流沟通、系统思维、解决复杂问题、协同合作、终生学习等能力。因此，从评价主体、评价内容、评价方法等多个维度进行课程思政评价，见图2。

图2 融合课程思政的多元评价方式

评主体：教师是教学过程中的引导者，在课程思政中考核教师的教学内容、教学设计是否包含思政元素；学生是学习的主体，考核学生学习过程、讨论过程、提交的作业资料是否包含思政元素。

评内容：在知识掌握、综合实践、自主学习、团队合作等方面，是否体现了思政内容，以生动形象、赋有思政元素的案例、图片等，在增强学生学习兴趣的同时，以“润物细无声中”方式进行思政教育，让学生更易于接受。

评方法：过程性评价是在教学过程中对学生学习过程及结果的评价。总结性评价是课程整体学习结束后，对学生学习水平的评价。课程思政的评价体制处于起步发展阶段，在过程性评价中可以通过目标、主体、内容、方法、效果等融入的思政情况进行评价，进一步改善教学思政活动，提高教学质量。

3 结论

课程思政在根本上是为了实现立德树人，“育人”先“育德”，德育教育是新时代赋予中国教育前所未有的重任。本文分析了CDIO、智慧课堂、课程思政的内涵与现状，并在CDIO 工程教育理念下，利用智慧课堂教学模式，以软件工程课程中“健康码”开发为例讨论专业课程的课程思政教学。从课前、课中和课后三个不同的智慧课堂教学活动阶段，构建项目驱动的教学内容，深度挖掘课程思政元素，将专业课程教学与思政充分融合，并且探索课程思政的评价机制。在引入该模式之后，学生的课程成绩以及对于课程的认可度均有所提高。